DE2202006A1 - Stellvorrichtung fuer ein Schiffsruderblatt - Google Patents

Description

Dip!.-Ing. Welter Jaddsch ^{w w}

7 Stuttgart N, Msnzelstraße 40

A 32 762 17.1.1972

ETAT PRANCAIS renresente par Ie Ministre d'Etat charge de la Defense Nationale, DELEGATION MINISTERIELLE POUR L'ARMEMENT DIRECTION TECHNIQUE DES CONSTRUCTIONS NAVALES (Service Technique des Constructions et Armes Navales)

10, rueSaint-Dominique, P-75, Paris 7, France

Stellvorrichtung für ein Schiffsruderblatt

Die Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung für ein Schiffsruderblatt mit wenig stens zwei zugeordneten Anschlagelementen zur Begrenzung des Ruderschlags, von denen eines am Schiffskörper und eines an den Stellorganen für die Ruderblattstellung befestigt ist und die im Verlauf der Ruderblattdrehung zur Anlage aneinander gelangen sowie ein mit einer solchen Stellvorrichtung ausgestattetes Unterseeboot.

In der Schiffsbautechnik sind bereits mehrere Arten solcher mit Anschlägen versehenen Stellvorrichtungen bekannt. So werden insbesondere bei der Stellvorrichtung des Schiffsseitenruders Anschläge an den äußeren Drehstellungen vxgesehen, um den Drehwinkelbereich innerhalb zweier bestimmter Begrenzungen festzulegen. Auf einem anderen Gebiet der Schiffsbautechnik ist ein ortsfester äußerer Anschlag bekannt, der auf der Stellvorrichtung des Tiefenruders eines U-Bootes angeordnet.ist, um den Ausschlag dieses Tiefenruders zu begrenzen.

In allen Fällen sind die Anschläge ortsfest in einer einzigen Stellung angeordnet. Dies ist bislang als ausreichend für die Sicherheit der Schiffe angesehen worden. Jedoch ist das durch

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den festgelegten maximalen Ruderausschlag erzeugte Drehmoment abhängig vom Bewegungszustand des Schiffes und beispielsweise nur für eine Schiffsgeschwindigkeit optimal. Diese Optimierung wird hinsichtlich einer normalen Reisegeschwindigkeit oder einer noch geringeren Manövriergeschwindigkeit vorgenommen, so daß etwa bei der Spitzengeschwindigkeit des Schiffes die Einstellung des maximalen Ruderausschlags ein Sicherheitsrisiko darstellt.

Zur Erhöhung der Sicherheit und zur Beseitigung des den bekannten Anschlägen innewohnenden Mangels einer mangelnden Anpassungsfähigkeit ist nach der vorliegenden Erfindung vorgesehen, daß wenigstens eines der Anschlagelemente mit Stellmitteln versehen ist zur Veränderung seiner Lage gegenüber seinem Tragteil, dem Schiffskörper oder den Stellorganen für die Ruderblattstellung in Abhängigkeit von den Bewegungsgrößen des Schiffes.

Mit besonderem Vorteil ist eine auf die Stellmittel wirkende Fernsteuereinrichtung vorgesehen.

Vorzugsweise umfaßt die Fernsteuereinrichtung Mittel zur wahlweisen Einstellung der Lages des gegenüber seinem Tragteil bewegbaren Anschlagelementes und zur Fernbestimmung der Lage des gegenüber seinem Tragteil bewegbaren Anschlagelementes.

Weiterhin sind die Anschlagelemente mit Vorteil im Inneren des Schiffsrumpfes angeordnet.

Ein mit der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung ausgestattetes Unterseeboot zeichnet sich in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung' der Erfindung dadurch aus, daß die Stellorgane des Tiefenruders mit den Anschlagmitteln versehen sind und die Anschlagelemente den Ruderblattausschlag in Abhängigkeit vom Tauchzustand des Unterseebootes begrenzen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.

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Pig. 1 zeigt zum Teil im Schnitt eine Stellvorrichtung für das Tiefenruder eines U-Bootes;

Fig. 2, 3 und 4- zeigen drei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Anschlags an einer Stellvorrichtung gemäß Mg. 1;

Fig. 5 und 6 zeigen eine andere Ausführungsform der Erfindung; Fig. 7 zeigt einen auf der Stellvorrichtung gemäß der Fig.

und 6 angeordneten Anschlag als Einzelheit.

Die Fig. 1 zeigt den Heckbereich eines U-Bootes. Mit 2 wird das Innere des U-Bootes bezeichnet, das durch einen Schiffsrumpf 1 von der Außenseite 3 getrennt ist. Eine Stellstange 4 durchstößt den Rumpf 1 rechtwinklig in einer Buchse 5 und ist einerseits über eine Kupplung 6 mit der Kolbenstange 7 des Rückzylinders 8 für das Tiefenruder 9 des U-Bootes und andererseits über eine Gleitführung 10 mit einer Betätigungsstange 11 eines an dem Tiefenruder 9 befestigten Arms 12 verbunden.

Der Arm 12 und das Tiefenruder 9 sind mit einer am Rumpf 1 des U-Bootes angeordneten Welle 13 formschlüssig verbunden. Auch der Zylinderkörper 14 des Rückzylinders 8 ist mit einem tragenden Teil 15 des Rumpfes 1 des U-Bootes fest verbunden. Auf der Kolbenstange 7 des Rückzylinders 8 ist ein ä\s Vorsprung ausgebildetes Anschlagelement 16 vorgesehen, das in Anlage an ein am Rumpfteil 15 angeordnetes und als Nase ausgebildetes Anschlagelement 17 gebracht werden kann.

Die Befestigung des nasenförmigen Anschlagelements an dem Rumpfteil 15 ist im einzelnen in Fig. 2 dargestellt. Daraus ist ersichtlich, daß das Anschlagelement 17 gegenüber dem Rumpfteil 15 parallel zur Kolbenstange 7 gleitend angeordnet ist, wobei seine Lage mittels eines auf Rumpfteil 15 drehbar montierten, als Schnecke ausgebildeten Stellmittels 18 einstellbar ist. Das Stellmittel 18 ist mit einem Motor 19 als Antriebsaggregat verbunden, der über ein Steuerorgan derart gesteuert ist, daß er über eisn oder mehrere Endschalter 20

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immer dann angehalten wird, wenn deren Kontakte an dem Anschlagelement 17 anliegen. Datei wird die Lage eines wirksamen Endschalters 20 mit Vorteil von der Kommandobrücke des Schiffes aus gewählt und die Stellung des Anschlagelementes 17 ebenfalls von der Brücke aus überwacht. Die Fernsteuerung und die Fernüberwachung der Lage können unabhängig voneinander durch an sich bekannte Vorrichtungen erfolgen, jedoch können sie vorteilhafterweise durch die alleinige Steuerung eines zu betätigenden wirksamen Endschalters 20 vorgenommen werden. Schließlich wird noch darauf hingewiesen, daß die Steuerung oft von mÜLestens einem Betriebsparameter des Schiffes bestimmt wird, vorteilhafterweise und vorzugsweise von der Geschwindigkeit, beispielsweise der Drehgeschwindigkeit des Schiffes.

Es versteht sich von selbst, daß der Mechanismus zur Einstellung der Lage des nasenförmigen Anschlagelementes 17 verschiedenartig ausgebildet sein kann. Es werden zunächst zwei Ausführungsformen beschrieben, die die Kinematik der Lagesteuerung des in der Pig. 1 dargestellten Tiefenruders 9 angepaßt sind.

Die erste dieser beiden Ausführungsformen ist in Fig. 3 gezeigt. Bei diesem Beispiel wird der auf der Kolbenstange 7 angeordnete . Vorsprung durch eine der Flächen der Kupplung 6 gebildet. Das Anschlagelement 17 wird dabei radial gegenüber der Stange 7 gleitend angeordnet. Ihre radiale Verschiebung wird durch den jeweiligen aktivierten Endschalter 20 gesteuert-j· sein Profil im Schnitt (Fig. 3) kann abgestuft sein, wobei jede Stufe eine Anlagefläche für die Kupplung 6 darstellt. Außerdem können mehrere andere Anschlagelemente 17a vorgesehen werden, die analog zum Anschlagelement 17 ausgebildet sind und die ebenfalls Stellmittel 18 aufweisen.

Die zweite Ausführungsform ist in der Fig. 4- dargestellt. Sie unterscheidet sich von der in der Fig. 3 dargestellten nur durch drehbewegliche Anordnung des Anschlagelementes 17 koaxial zur Stellstange 4. Auch hier weist das Anschlagelement 17 ein im Schnitt abgestuftes Profil auf, wobei die Stufen durchgehend miteinander verbunden sein können,und jeweils eine

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Stufe eine Anlagefläche für die radial entsprechend ausgebildete Kupplung 6 bildet. Die Lagesteuerung erfolgt über den Motor 19. Biese beiden Ausfuhrungsformen weisen selbstverständlich ebenfalls Vorrichtungen zur Ferneinstellung bzw. Fernüberwachung ähnlich den im Zusammenhang mit der Vorrichtung gemäß Fig. 2 beschriebenen auf, so daß eine Beschreibung nicht weiter erforderlich ist.

Die Vorrichtung zur Steuerung des Tiefcruders 9 kann statt der in Fig. 1 dargestellten Kinematik, die sich durch die geradlinige Führung der Achse 4 quer durch den Rumpf 1 auszeichnet, bei einem anderen Ausführungsbeispiel eine Kinematik mit einer drehbeweglich im Rumpf 1 angeordneten Welle 13 zur Betätigung des Tiefenruders 9 aufweisen. Dieser Fall trifft auf die in den Fig. 5» 6 und 7 dargestellte Vorrichtung zu.

Die Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt aus einem Längsschnitt durch ein U-Boot und Fig. 6 im Ausschnitt einen Querschnitt entlang der Schnittlinie VI-VI der Fig. 5· Aus den Fig. 5 und 6 ist ersichtlich, daß die Kolbenstange 7 direkt am Arm 12 angelenkt ist, der drehfest mit der mittels Buchsen 21 durch den Rumpf 1 geführten Welle 13 verbunden ist. Der Zylinderkörper 14 des Rückzylinders 8 ist mittels eines Bolzens 22 an dem steifen Rumpfteil 15 angelenkt. Das Anschlagelement 17 ist an dem Rumpfteil 15 befestigt und kann in Anlage an ein an der Welle 13 angeordnetes, als Vorsprung ausgebildetes Anschlagelement 23 gelangen. Das Anschlagelement 17 ist quer zur Welle 13 gleitend gelagert, wobei seine Stellung mittels des als Schnecke ausgebildeten und vom Motor 19 angetriebenen Stellmittels 18 einstellbar ist. Dieses Anschlagelement 17 ist, wie bereits oben beschrieben, ebenfalls abgestuft.

In den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist das Anschlagelement 17 auf seinem Tragteil, dem Rumpfteil 15» lageverstellbar/ . i,s liegt auf der Hand, daß es genügt, daß eines der beiden Anschlagelemente 17 und 16 bzw. 6 oder 23 lageverstellbar ist, wobei etwa das nasenförmige Anschlagelement

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ortsfest angeordnet sein kann_} wogegen die zugeordneten Aschlagelemente 6, 16 oder 23 dann auf ihren entsprechenden Tragteilen lageverstellbar sind.

Das Anschlagelement 17 ist immer derart angeordnet, daß es die Winkelstellung des Tiefenruders 9 in der Tauchrichtung des U-Bootes begrenzt. Es versteht sich allerdings von selbst, daß das nasenförmige Anschlagelement 17 mit einem weiteren Anschlagelement zur Begrenzung der Winkelstellung in .der Auftauchrichtung des U-Bootes zusammenwirken kann.

Im Zusammenhang mit dem Wiederauftauhen an die Wasseroberfläche ist zu sagen, daß das Tiefenruder 9 derart angeordnet ist, daß die Resultierende der durch den Wasserdruck verursachten Kräfte das Tiefenruder in die Stellung zum Auftauchen zu bringen suchen.

Es wird ferner darauf hingewiesen, daß die Begrenzung der Winkelstellung des Tiefenruders 9 bei Steuerrudern von Schiffen aller Art Verwendung finden kann; insbesondere ist sie zur Begrenzung der Winkelstellung von Seitenrudern geeignet.

Der Vorteil der Einstellbarkeit der beschriebenen Anschlagelemente 17 oder 6, 16, 23 liegt in der Möglichkeit, den maximalen Anschlag fortlaufend der Geschwindigkeit des Schiffes anzupassen. Das ist von großer Bedeutung, da die dynamischen Kräfte bei höheren Geschwindigkeiten bei einem U-Boot zu einem stärkeren Tauchwinkel führen, wenn die Begrenzung nur durch feststehende Anschläge erfolgt, die auf mittlere oder niedrigere Geschwindigkeiten ausgelegt sind; durch diesen größeren Tauchwinkel ist das U-Boot gefährdet. Es wäre auch möglich, den Maximalausschlag bzw. den Tauchwinkel durch feststehende Anschläge in einem weiteren Ausschlagbereich zu begrenzen, um ein zu schnelles Tauchen bei hoher Geschwindigkeit zu vermeiden, jedoch würde das Tauchen bei mittleren oder niedrigen Geschwindigkeiten zu lange dauern und würden das Schiff in seiner Manövrierbarkeit einschränken.

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Die Einstellbarkeit der erfindungsgemäßen Anschläge stellt die Mangel der feststehenden Anschläge ab. Die Einstellung erfolgt vorteilhafterweise durch Fernbedienung, wie weiter oben beschrieben, und in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Schiffes.

Schließlich versteht es sich von selbst, daß die Anordnung derAisMLag-elemente im Innern des Schiffskörpers dazu beiträgt, daß die Mechanismen zur Einstellung der Anschlagelemente gut geschützt untergebracht sind.

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Claims (7)

1. A J>2 732 - sü Den I7.I.I972

   Ansprüche

   Stellvorrichtung für ein Schiffsruderblatt mit wenigstens zwei zugeordneten Anschlagelementen zur Begrenzung des Ruderanschlags, von denen eines am Schiffskörper und eines an den Stellorganen für die Ruderblattstellung befestigt ist, und die im Verlauf der Ruderblattdrehung zur Anlage aneinander gelangen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines (17) der Anschlagelemente (17 bzw. 6, 16, 23) mit Stellmitteln (18) versehen ist zur Veränderung seiner Lage gegenüber seinem Tragteil (15)* dem Schiffskörper oder den Stellorganen für die Ruderblattstellung, in Abhängigkeit von den Bewegungsgrößen des Schiffes.
2. 2. Stellvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine auf die Stellmittel (18) wirkende Fernsteuereinrichtung.
3. J5. Stellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsteuereinrichtung Mittel zur wahlweisen Einstellung der Lage des gegenüber seinem Tragteil (I5) bewegbaren Anschlagelementes (17) umfaßt.
4. 4. Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsteuereinrichtung Mittel zur Fernbestimmung der Lage des gegenüber seinem Tragteil (I5) bewegbaren Anschlagelementes (17) umfaßt.

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5. 5. Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagelemente 0-7 bzw. -6, 16, 23) im Inneren des Schiffsrumpfes (1) angeordnet sind.
6. 6. Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5j dadurch gekennzeichnet, daß das am Schiffskörper angeordiEbe Anschlagelement (17) an einem tragfähigen Teil (15) des Schiffsrumpfes (1) angeordnet ist.
7. 7. Mit einer Stellvorrichtung nach werigstens einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgestaltetes Unterseeboot, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellorgane des Tiefenruders (9) mit den Anschlagmitteln (17 bzw. 6, 16, 23) versehen sind und die Anschlagelemente (17 bzw. 6, 16, 23) den Ruderblattausschlag in Abhängigkeit vom Tauchzustand des Unterseebootes begrenzen.

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